Институт генетики растений и исследований сельскохозяйственных культур им. Лейбница (IPK) в Гатерслебене содействует превращению банков генов в центры биоцифровых ресурсов - целью является подготовка и сопоставление фенотипической и генетической информации для всех сохраненные поступления. В качестве важного шага для дальнейшего развития Федерального банка генов Ex situ, который размещается в IPK в Гатерслебене, исследователи оценивают исторические данные, которые были накоплены банком генов за последние 70 лет. Полученные в результате опубликованные данные являются не только важным новым ресурсом для исследователей и селекционеров, публикации также содержат планы по подготовке коррелированных наборов данных, которые смогут использовать другие генные банки и исследовательские центры.
Банки генов уже давно переросли свою роль простых «хранилищ» различных образцов растений. С ростом потребности в новых и улучшенных видах сельскохозяйственных культур в связи с изменением климата и постоянно растущим населением мира их важность как поставщиков новых фенотипических и генетических ресурсов для селекционеров и исследователей растений становится все более очевидной. Неуклонное развитие омик-технологий и усилия исследователей во всем мире уже привели к тому, что генные банки превратились в воображаемые всеобъемлющие биоцифровые ресурсные центры. Группа ученых из IPK в Гатерслебене поддерживала развитие Федерального банка генов ex situ, анализируя исторические фенотипические данные различных сельскохозяйственных культур, которые были собраны за последние семь десятилетий, и делая эти данные доступными для общественности в строго структурированном виде. способ.
Анализ больших объемов фенотипических данных - немалый подвиг, учитывая, что генный банк IPK с коллекцией примерно 151 000 образцов входит в десятку крупнейших генных банков мира. Кроме того, около 5% коллекции необходимо ежегодно переращивать для регенерации семян. В связи с этим возникают дополнительные вопросы, например, как быть с неортогональными планами экспериментов, изменениями в агрономической практике или в погодных условиях? И как оценить качество данных, которые собирались за такие длительные периоды времени и разными методами? В серии статей исследователи IPK под руководством профессора доктора Йохена Райфа изучали и находили решения этих проблем.
Сосредоточив внимание на агрономических характеристиках, таких как время цветения, высота растения и масса тысячи зерен, ученые разработали статистические модели, с помощью которых они смогли использовать максимальную информацию из доступных наборов данных. Используя инновационные подходы к анализу данных (дополнительную информацию см. в их публикации Frontiers 2018 года), они создали набор данных с поправкой на выбросы, а также готовые к использованию обработанные фенотипические данные в форме «Лучших линейных несмещенных оценок» (BLUE). Данные BLUE теперь дополняют паспортную информацию о большом количестве образцов, хранящихся в банке генов, и позволяют проводить прямое сравнение образцов в разные годы регенерации.
Ученые ранее обработали исторические данные большинства образцов ячменя, хранящихся в Генном банке Ex situ. Новая статья, опубликованная в Scientific Data, теперь проливает новый свет на фенотипические данные 12 754 образцов яровой и озимой пшеницы, семена которых хранились и непрерывно регенерировались в Банке генов в течение последних 70 лет..
Несмотря на то, что исторические данные по ячменю и пшенице в настоящее время готовятся для дальнейшего использования исследователями растений и селекционерами, все еще существует множество фенотипических данных для различных образцов, а также для различных культур, оставшихся - в том числе в Федеральном Ex situ Gene Bank, но и в других банках генов по всему миру. Публикации данных исследователями IPK демонстрируют методологии, которые можно адаптировать для таких дальнейших проектов по оценке данных.
И хотя их результаты могут стимулировать новые возможности для исследований и селекции ячменя и пшеницы, они также показывают, сколько потенциала и знаний может быть скрыто в кажущихся пыльными записях - после того, как будут найдены правильные методы для раскрытия скрытых данных..